FCGX-123高級現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置

一、系統(tǒng)概述
“高級現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置”是從高校自動化相關(guān)專業(yè)教學(xué)實驗的需求出發(fā)，采用代表自動化行業(yè)技術(shù)潮流的現(xiàn)場總線技術(shù)，開發(fā)出來的進行通訊和遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化實驗裝置。
“高級現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置”是由現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和對象系統(tǒng)組成。該對象系統(tǒng)在管道中采用電磁閥替代中的手閥控制各管道的連接，可實現(xiàn)上位機根據(jù)采集參數(shù)進行自動控制或者上位機中進行鼠標(biāo)點擊人為控制，為實現(xiàn)DCS的多種控制策略，系統(tǒng)中上水箱壓力變送器（上水箱液位）采用總線采集參數(shù)“變送器采用帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊接口的壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊協(xié)議的壓力傳感器通過總線供電，不需要另外接工作電源）”。
1.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)硬件
除電氣部分給各種工作部件提供電源外，還有下列主要部件：
(1)SIEMENS負(fù)載電源 PM 190W
(2)SIEMENSCPU 1511-1 PN
(3)SIEMENS數(shù)字量輸出，DQ 32x24VDC/0.5A
(4)SIEMENS數(shù)字量輸入，16 DI 緊湊型，24V DC
(5)SIEMENS模擬量輸入，AI 8xU/I/RTD/TC ST
(6)SIEMENS模擬量輸出，AQ 4xU/I ST
(7)SIEMENS存儲卡，4 MB
(8)SIEMENSCP 1542-5；RS485，PROFIBUS 通訊模塊
(9)SIEMENS 變頻器 G120C, 無濾波器, 0.75kW/2.2A(L), 0.55kW
(10)SIEMENSBOP-2 基本操作面板
(11)SIEMENS PA Coupler 耦合器
(12)SIEMENS  9寸觸摸屏KTP900 PN
(13)DP通訊線和DP接頭若干
2.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)軟件
采用SIEMENS WINCC軟件監(jiān)控、SIEMENS STEP7編程
二、系統(tǒng)特點
能完整的體現(xiàn)現(xiàn)場過程變量數(shù)字化采集,實現(xiàn)從過程變量的現(xiàn)場采集到上位監(jiān)控的全數(shù)字化傳輸,可完成DCS分布控制系統(tǒng)架構(gòu)。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

四、控制對象
一）、系統(tǒng)組成
1.過程控制實驗對象系統(tǒng)
實驗對象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲水箱；上、中、下三個串接有機玻璃圓筒型水箱；三相4.5kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套構(gòu)成）和鋁塑盤管組成。
系統(tǒng)動力系統(tǒng)有兩套：一套由SIEMENS變頻器、三相（380V交流）不銹鋼磁力驅(qū)動泵、電動調(diào)節(jié)閥、交流電磁閥、渦輪流量計等組成；另一套由220V循環(huán)泵、渦輪流量計等組成。
整套對象系統(tǒng)完全由不銹鋼材料制造，包括對象框架、管道、底板，甚至小到每一顆緊固螺釘。
2.對象系統(tǒng)中的各類檢測變送及執(zhí)行裝置
(1)擴散硅壓力變送器三只：分別檢測上水箱、中水箱、下水箱液位；
(2)流量計三只：分別檢測兩條動力支路及盤管出水口的流量；（一只電磁流量計，2只渦輪流量計）
(3)Pt100熱電阻溫度傳感器六只：分別用來檢測鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（三只）及上水箱出水口水溫；
(4)控制模塊：包含電磁閥15只、電動調(diào)節(jié)閥一個、可控硅溫度控制模塊一只；
(5)三相380V不銹鋼磁力驅(qū)動泵、220V循環(huán)泵。
二）、系統(tǒng)主要特點
1.被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)
2.執(zhí)行器中既有電動調(diào)節(jié)閥儀表類執(zhí)行機構(gòu)，又有變頻器等電力拖動類執(zhí)行器
3.系統(tǒng)除了能改變調(diào)節(jié)器的設(shè)定值作階躍擾動外，還可在對象中通過電磁閥制造各種擾動
4.一個被調(diào)參數(shù)可用不同的動力源、不同的執(zhí)行器和不同的工藝線路下可演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣
5.能進行多變量控制系統(tǒng)及特定的過程控制系統(tǒng)實驗
三）、“高級過程控制系統(tǒng)實驗裝置”對象系統(tǒng)總貌圖

五、主要配置清單

序號	設(shè)備名稱	數(shù)量	單位
1	不銹鋼框架	1	套
2	有機玻璃水桶	3	只
3	不銹鋼下水箱	1	只
4	不銹鋼復(fù)合加熱桶	1	只
5	380V磁力驅(qū)動泵 西山MP-55RM-380	1	只
6	220V循環(huán)泵 西山 MP-55R-220	1	只
7	SIEMENS負(fù)載電源 PM 190W	1	只
8	SIEMENSCPU 1511-1 PN	1	只
9	SIEMENS數(shù)字量輸出，DQ 32x24VDC/0.5A BA；包括前連接器模塊（直插式）	1	只
10	SIEMENS數(shù)字量輸入，16 DI 緊湊型，24V DC  含 40 針推入式前連接器	1	只
11	SIEMENS模擬量輸入，AI 8xU/I/RTD/TC ST	2	只
12	SIEMENS模擬量輸出，AQ 4xU/I ST	1	只
13	SIEMENS安裝導(dǎo)軌 S7-1500，482 mm	1	只
14	SIEMENS前連接器，適用于 35mm 模塊的螺釘型端，40 針	3	只
15	SIEMENS存儲卡，4 MB	1	只
16	SIEMENSCP 1542-5；RS485，PROFIBUS 通訊模塊	1	只
17	安川CIMR-JBBA0002 0.4kw	1	臺
18	SIEMENS PA Coupler 耦合器	1	只
19	DP通訊線和DP接頭	若干	只
20	皖科 擴散硅壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA總線協(xié)議）	1	只
21	擴散硅壓力變送器 定制	2	只
22	流量計DN15(一只電磁流量計FMCLDE，2只渦輪流量計LMGY-10) 合肥福斯達	3	只
23	PT100熱電阻傳感器  定制	6	只
24	電磁閥 德力西 2W160-15	15	只
25	空氣開關(guān) 常熟開關(guān)廠/CH3N-63 2P 10A	1	只
26	旋鈕  和泉/YW1S-2E20	4	只
27	中間繼電器 歐姆龍/MY2N-GS DC24V	若干	只
28	DC24V開關(guān)電源	1	只
29	電動調(diào)節(jié)閥  上海江浪  QSTP-16K	1	只
30	可控硅調(diào)壓器  杭州西子 DTY-220D25E	1	只
31	控制柜   定制	1	臺
32	SIEMENS 9寸觸摸屏   型號: KTP900PN	1	臺
33	交換機	1	臺
34	輔材附件：動力線2.5mm2/RV2.5控制線用1.5mm2RV1.5;PLC線用0.75mm2 顏色為黃色；品牌起帆。	1	批

六、實驗內(nèi)容
1.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（DCS）的組成與認(rèn)識驗
2.下位機軟件中的硬件組態(tài)和程序編寫
3.上位機軟件中的通信建立和界面組態(tài)
4.一階單容上水箱對象特性測試實驗
5.二階雙容水箱對象特性測試實驗
6.上水箱液位PID整定實驗
7.串接雙容下水箱液位PID整定實驗
8.三容液位定值控制實驗
9.鍋爐內(nèi)膽水溫PID控制實驗
10.鍋爐夾套水溫PID控制實驗
11.單閉環(huán)流量PID控制實驗
12.鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制實驗
13.水箱液位串級控制實驗
14.三閉環(huán)液位控制實驗
15.鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫串級控制實驗
16.鍋爐內(nèi)膽水溫與水流量串級控制實驗
17.上水箱液位與進水流量串級控制實驗
18.單閉環(huán)流量比值控制實驗
19.下水箱液位前饋-反饋控制實驗
20.鍋爐內(nèi)膽水溫前饋-反饋控制實驗
21.溫度純滯后控制實驗
22.流量純滯后控制實驗
23.鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫解耦控制實驗
24.上水箱液位與出口水溫解耦控制實驗


訂購指南
“高級現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置”能為用戶展示美觀大方的外形，實用的結(jié)構(gòu)和工藝，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。此外，還可為用戶提供培訓(xùn)、維修等服務(wù)。
本裝置實驗功能完備，通用性強，能完成、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、對象系統(tǒng)中的各類檢測變送及執(zhí)行裝置等多門課程的實驗，具體學(xué)?？筛鶕?jù)自己的需要進行配置。用戶如有特殊要求，本企業(yè)可另行提供特殊要求的部件。
由于本裝置的用途廣泛，實驗功能完備，投資效益明顯，因而是全日制高等院校、電大、職大、中專、職業(yè)技術(shù)學(xué)校等電力、電氣類專業(yè)理想的實驗設(shè)備。
本產(chǎn)品在供貨時附有使用說明、實驗指導(dǎo)書等技術(shù)資料，并配有實驗連接線導(dǎo)線和備件。歡迎與本企業(yè)洽談業(yè)務(wù)！